2019-2020年高中物理《經(jīng)典力學(xué)的局限性》教案2 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理經(jīng)典力學(xué)的局限性教案2 新人教版必修2新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能1、知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍。2、了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用。3、知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運(yùn)動(dòng)中必須考慮速度隨時(shí)間的變化。（二）過(guò)程與方法通過(guò)閱讀課文體會(huì)一切科學(xué)都有自己的局限性，新的理論會(huì)不斷完善和補(bǔ)充舊的理論，人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)是無(wú)止境的。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，使學(xué)生知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)的知識(shí)的變化性和無(wú)窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神。教學(xué)重點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍教學(xué)難點(diǎn)高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具有關(guān)錄像片、計(jì)算機(jī)、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備教學(xué)過(guò)程（一）引入新課教師活動(dòng)：自從17世紀(jì)以來(lái)，以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)展，取得了巨大的成就，經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用，從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。但是，經(jīng)典力學(xué)也不是萬(wàn)能的，向其它科學(xué)一樣，它也有一定的適用范圍，有自己的局限性。那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢？有怎樣的局限性呢？這節(jié)課我們就來(lái)了解這方面的知識(shí)。（二）進(jìn)行新課教師活動(dòng)：請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，閱讀時(shí)考慮下列問(wèn)題用投影片出示：1、經(jīng)典力學(xué)取得了哪些輝煌的成就？舉例說(shuō)明。2、經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域不能適用？能說(shuō)出為什么嗎？舉例說(shuō)明。3、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么？自己概括一下。4、相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)是否否定了牛頓的經(jīng)典力學(xué)？應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)？5、怎樣理解英國(guó)劇作家蕭伯納的話“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”？學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，并思考上面的問(wèn)題。分組討論，代表發(fā)言。點(diǎn)評(píng)：讓學(xué)生通過(guò)自主閱讀獲取信息，培養(yǎng)學(xué)生閱讀理解能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)習(xí)慣。教師活動(dòng)：待學(xué)生閱讀教材后，傾聽(tīng)學(xué)生代表的發(fā)言，和其他學(xué)生一起點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充。點(diǎn)評(píng)：可能學(xué)生回答的不完整，甚至很幼稚，這都無(wú)關(guān)緊要。重要的是給學(xué)生提供發(fā)表見(jiàn)解的機(jī)會(huì)，同學(xué)之間甚至可以爭(zhēng)論，在相互討論中，明辨真理，掌握知識(shí)。學(xué)生A經(jīng)典力學(xué)在微觀領(lǐng)域和高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域不再適用；在不同參考系中不能適用；在強(qiáng)引力的情況下，經(jīng)典的引力理論也是不適用的。學(xué)生B因?yàn)槲⒂^粒子（如電子、質(zhì)子、中子）在運(yùn)動(dòng)時(shí)不僅具有粒子性，而且還具有波動(dòng)性，經(jīng)典力學(xué)不能說(shuō)明這種現(xiàn)象，所以它不再適用，同時(shí)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，由于物體運(yùn)動(dòng)速度太快，要導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生變化，而經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為質(zhì)量是不變的，所以經(jīng)典力學(xué)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)也不再適用.學(xué)生C從上面分析知：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍是：宏觀物體，低速運(yùn)動(dòng)。教師總結(jié)：從上面討論可知，經(jīng)典力學(xué)在微觀領(lǐng)域、高速運(yùn)動(dòng)的情況下不再適用.那么對(duì)這些領(lǐng)域的問(wèn)題又應(yīng)如何研究呢？下面給大家簡(jiǎn)單介紹一些近代物理知識(shí)。從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論的發(fā)展以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中，空間間隔（長(zhǎng)度）s、時(shí)間t和質(zhì)量m這三個(gè)物理量都與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān).一根尺子靜止時(shí)這樣長(zhǎng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí)還是這樣長(zhǎng)；一分鐘不論處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其快慢保持不變；一個(gè)物體靜止時(shí)的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量一樣.這就是經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀.到了19世紀(jì)末，面對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)遇到了困難.在新事物面前，愛(ài)因斯坦打破了傳統(tǒng)的時(shí)空觀，于1905年發(fā)表了題為論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)的論文，提出了狹義相對(duì)性原理和光速不變?cè)?，?chuàng)建了狹義相對(duì)論.狹義相對(duì)論指出：長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量都是隨物體的運(yùn)動(dòng)速度而變化的.長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量隨速度的變化關(guān)系可以用下列方程表達(dá)式：l=l0（通稱尺縮效應(yīng)）t= （鐘慢效應(yīng)）m=（質(zhì)速效應(yīng)）上式中，各式里的v都是物體的運(yùn)動(dòng)速度，c是真空中的光速，l0和l分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中沿速度方向測(cè)得的物體的長(zhǎng)度；t和t0分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中測(cè)得的時(shí)間；m0和m分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中測(cè)得的物體質(zhì)量.但是，當(dāng)宏觀物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)（vc），則上面的一些結(jié)果就變?yōu)閘l0，tt0，mm0，因而對(duì)于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，使用牛頓定律來(lái)處理問(wèn)題，還是足夠精確的.繼狹義相對(duì)論之后，1915年愛(ài)因斯坦又建立了廣義相對(duì)論，指出空間時(shí)間不可能離開(kāi)物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布，使人類對(duì)于時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)大大深化了.“狹義相對(duì)論”和“廣義相對(duì)論”統(tǒng)稱為相對(duì)論.（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。（四）實(shí)例探究例1以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有哪些應(yīng)用?【提示】 經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用.經(jīng)典力學(xué)與天文學(xué)相結(jié)合建立了天體力學(xué)；經(jīng)典力學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合，建立了應(yīng)用力學(xué)，如水利學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等從地面上各種物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)；從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng)；從攔河筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械；從自行車(chē)到汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)等現(xiàn)代交通工具的運(yùn)動(dòng);從投出籃球到發(fā)射導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船，等等，所有這些都服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律.例2以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么?【提示】 經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；不能用來(lái)處理高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題， 經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子.課余作業(yè)閱讀教材83頁(yè)“科學(xué)足跡”欄目中的短文牛頓的科學(xué)生涯體會(huì)和學(xué)習(xí)牛頓獻(xiàn)身科學(xué)的精神。教學(xué)體會(huì)思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。附：課堂練習(xí)1.20世紀(jì)初，著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦提出了 ，改變了經(jīng)典力學(xué)的一些結(jié)論.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是 的，而相對(duì)論指出質(zhì)量隨著速度變化而 。2.20世紀(jì)初期，建立了 ，它能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3.經(jīng)典力學(xué)只適用于解決 問(wèn)題，不能用來(lái)處理 問(wèn)題，經(jīng)典力學(xué)只適用于 物體，一般不適用于 。 參考答案：1. 狹義相對(duì)論； 固定不變；變化2. 量子力學(xué)3. 低速運(yùn)動(dòng)；高速運(yùn)動(dòng)；宏觀；微觀粒子教學(xué)建議本節(jié)的教學(xué)可結(jié)合物理學(xué)的發(fā)展，讓學(xué)生明確牛頓運(yùn)動(dòng)定律并非普遍適用，我們所學(xué)到的力學(xué)知識(shí)只是經(jīng)典力學(xué)的一部分，再通過(guò)介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，了解物理學(xué)的發(fā)展前景是非常廣闊的。